第五十八章力學初探(一):投石機試製-杠杆之威
赤野豐收的餘韻尚在懸巢城上空縈繞,那沉甸甸的糧倉帶來的不僅是飽暖的安心,更是一種沉甸甸的責任。華胥國日漸富足的名聲,如同投入平靜湖麵的石子,漣漪正緩緩蕩向洪荒的更深、更暗處。一些不懷好意的窺探,如同荒野中的餓狼,開始在人族疆域的邊緣若隱若現。
這一日,格物院深處,一間新辟的、戒備森嚴的工坊內,氣氛凝重而肅殺。工坊中央,矗立著一具龐然大物的雛形——那便是根據昊的構想,由有巢氏親自督造的第一台“投石機”原型機。
此物高約三丈,主體結構由數根合抱粗的硬木構成,形似一個巨大的、歪斜的“丿”字。長端是一根近十丈長的巨大拋竿,以堅韌的獸筋絞合固定,前端設有一個以柔韌藤條編織的兜網,用以盛放石彈。短端則是一個巨大的木框,裡麵堆滿了作為配重的巨石,以粗大繩索通過頂端的滑輪與拋竿尾部相連。
有巢氏穿著一身沾滿木屑和汗漬的短打,古銅色的臉龐上帶著疲憊與亢奮交織的紅暈。他圍繞著這具凝聚了工匠們心血與格物院最新力學知識的造物,如同審視著自己即將成年的孩子,目光灼熱,又帶著一絲難以言喻的緊張。
“聖師,”有巢氏聲音沙啞,指著投石機,“結構已按您所示搭建完畢,各處榫卯、捆紮皆反複校驗。隻是……”他頓了頓,眉頭緊鎖,“初次試射,效果……甚不理想。”
他揮手示意,幾名負責操作的力士立刻行動起來。他們奮力砍斷拉住拋竿尾部的保險繩,沉重的配重框轟然下墜,通過滑輪拉扯拋竿尾部!隻聽“嘎吱”一聲令人牙酸的巨響,巨大的拋竿猛地揚起,前端兜網中的一塊百斤重石被甩飛出去!
然而,那石彈並未如預期般劃破長空,砸向遠方的目標。它隻是在空中歪歪扭扭地飛行了不到五十丈,便如同喝醉了酒般,一頭栽落在地,濺起一片塵土,連預設在百丈外的草人陣列的邊都沒摸到。非但射程不足,石彈飛行軌跡也極不穩定,毫無準頭可言。
工坊內一片寂靜,隻有拋竿回落時發出的“嗡嗡”餘響。參與製造的工匠們麵露沮喪,低頭不敢言語。這結果,與他們投入的巨大人力物力相比,堪稱慘淡。
昊靜立一旁,神色並無意外,更無責備。他深邃的目光掃過投石機的每一個部件,從拋竿的弧度,到配重框的大小,再到滑輪與繩索的連接點。
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“莫要氣餒。”昊平靜開口,打破了沉寂,“此物非是石斧火塘,其理更深,其構更繁。初次不成,正在情理之中。關鍵在於,需明其為何不成。”
他緩步走到投石機旁,伸手撫摸著那粗糙的拋竿。“有巢氏,你觀此物運作,其發力之根本在於何處?”
有巢氏凝神思索,答道:“在於配重下墜之力,通過繩索,傳導至拋竿,從而將石彈拋出。”
“然也。”昊點頭,“此過程,可視為一種特殊的‘杠杆’。”他引出了這個全新的概念。
“杠杆?”有巢氏與周圍工匠皆露疑惑。
昊隨手從地上撿起一根木棍和一塊石頭。他將木棍中間搭在一塊小石頭上作為支點,一端用手輕輕下壓,另一端便輕易地撬起了那塊大得多的石頭。
“看,”昊演示著,“此棍便是‘杠杆’,中間支撐處為‘支點’。吾手下壓之處,為‘力點’,撬動石頭之處,為‘重點’。以小力,可撬動重物,便是借了這‘杠杆’之力,放大了吾等所施之力。”
他指向巨大的投石機:“此投石機,亦可作如是觀。那配重下墜之力,便是施加於‘力點’(拋竿尾部)之力;石彈被拋出,便是‘重點’(拋竿前端)之效。而拋竿圍繞轉動的軸心,便是‘支點’。”
眾人順著他的指引看去,原本複雜無比的龐然大物,其核心原理頓時變得清晰起來!
“然,杠杆之效,並非一成不變。”昊繼續深入,他以真元在空中幻化出杠杆模型,演示著不同情況,“‘力點’距‘支點’之遠近,謂之‘力臂’;‘重點’距‘支點’之遠近,謂之‘重臂’。”
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